(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211184553.8 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 湖南科技学院 地址 425199 湖南省永州市零陵区杨梓塘 路130号 (72)发明人 唐雅媛　胡斌　任盛　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 有限公司 1 1562 专利代理师 张国麒 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/764(2022.01)G06V 10/774(2022.01) (54)发明名称 一种校园安全监控的视 觉分类系统 (57)摘要 本发明公开一种校园安全监控的视觉分类 系统， 包括视频监控模块、 图像预处理模块、 前景 提取模块、 图像后处理模块、 运动区域检测模块、 目标特征提取模块、 目标分类器和数据存储模 块； 本发明先采用图像预处理模块对监控视频图 像进行均衡化和边缘检测的预处理， 从而对图像 起到增强作用， 便于获取图像序列， 再采用图像 后处理模块对前景区域图像进行去噪和分割处 理， 从而便于对目标区域的目标进行检测与跟 踪， 进而便于提取出可靠特征， 再采用已标记样 本对目标分类器进行训练并通过训练好的目标 分类器对未知目标样本进行视觉分类， 从而为视 频数据提供索引， 加快了查询和检索视频的速 度。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 115457478 A 2022.12.09 CN 115457478 A 1.一种校园安全监控的视觉分类系统， 包括视频监控模块、 前景提取模块、 运动区域检 测模块、 目标特征提取模块、 目标分类器和数据存储模块， 其特征在于： 所述视频监控模块 和前景提取模块之 间连接有图像预 处理模块， 所述图像预 处理模块将视频监控模块采集到 的校园监控视频图像进行均衡化和边缘检测预 处理后发送至前景提取模块， 所述前景提取 模块和运动区域检测模块之 间连接有图像后处理模块， 所述图像后处理模块将前景提取模 块提取的前景区域图像进 行去噪和分割后处理后发送至运动区域检测模块， 所述运动区域 检测模块对后处理后的前景区域图像进行目标检测与 跟踪， 所述目标特征提取模块从检测 目标前景区域图像中提取出有效前景区域， 并对目标的多维特征进行提取， 同时选择出匹 配的特征量组成目标分类器的输入特征空间， 所述视频监控模块和目标分类器均与数据存 储模块连接， 所述 目标分类器通过数据存储模块中的 已标记样本进行训练， 并对监控视频 图像中的未知目标样本进行视 觉分类。 2.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述视频监 控模块包括 实时监控单元和视频传输单元， 所述 实时监控单元为360 °高清摄像头并根据实 际需要安装于校园内待监控位置， 所述视频传输单元将360 °高清摄像头采集到的监控视频 图像传输 至图像预处 理模块。 3.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述图像预 处理模块内置有图像均衡单元， 通过图像均衡单元统计监控视频图像像素值， 并计算像素 值占比灰度等级的概率以及每个灰度等级的累计概率， 再对累计概率进行灰度等级的映 射， 得到均衡化的监控视频图像。 4.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述图像预 处理模块内置有边缘检测单元， 通过边缘检测单元对监控视频图像的边缘图像进行检测， 删除边缘图像并保留图像关于监控目标的关键信息， 减少监控视频图像的数据量。 5.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述图像后 处理模块内置有图像滤波 单元和图像分割单元， 通过图像滤波单元对监控视频图像的高频 信号进行过滤， 并保留低频信号， 以消除监控视频图像的噪声， 得到平滑的监控视频图像， 再通过图像分割单 元对平滑的监控视频图像进行分割。 6.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述前景提 取模块获取监控视频图像序列， 基于视觉相似性聚类图像序列中每个类的数据， 再从生成 的每个类中选择图像样 本， 并采用自适应高斯背 景模型方法提取出监控视频图像中的前景 区域图像。 7.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述目标分 类器损失函数根据温度系数的作用设计自适应温度系数控制着对负样本感知程度， 运用梯 度传播理论揭示专利改进对比学习有用的性质和现象， 做出准确的决策分类。 8.根据权利要求1所述的一种校园安全监控的视觉分类系统， 其特征在于： 所述数据存 储模块包括预存有已标记样本的样本数据库和用于存储监控视频图像的视频数据库， 所述 样本数据库通过已标记样本对目标分类器进 行训练， 通过训练好的目标分类器对未知目标 样本进行视 觉分类， 以提供视频 数据库的视频 数据索引。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115457478 A 2一种校园安全监控的视觉分类系统 技术领域 [0001]本发明涉及视 觉分类技 术领域， 尤其涉及一种校园安全监控的视 觉分类系统。 背景技术 [0002]校园安全与每个师生、 家长和社会都有着密切的关系， 从广义上讲， 校园事故是指 学生在校期间， 由于某种偶然突 发的因素而导致的人为伤害事件， 就其特点而言， 一般是 因 为责任人疏忽 大意过失失职而不是 因为故意而导致事故的发生， 校园安全工作是全社会安 全工作的一个十 分重要的组成部 分， 它直接 关系到青少年学生能否安全、 健康 地成长， 关系 到千千万万个家庭的幸福安宁和社会稳定， 随着社会的蓬勃发展， 校园安全已经成为社会 的焦点问题， 如何保证一个和谐、 安全的校园环 境， 已经成为校园建设过程中需要考虑的一 个重要内容。 [0003]现有的学校安全监控系统， 都是通过摄像头对某个方位或者区域， 进行监视， 由人 员进行实时查看监控， 而在校园监控中， 由于监控目标含像素少， 模糊不清， 加上投影形变 和集合畸变， 很难提取出可靠特征， 导致监控系统中目标分类非常困难， 存在智能化程度 低、 太过依赖人力以及自动化程度不高的问题， 导致监控效率低， 校园安全得不到保障， 达 不到实时处理突发事故的目的， 因此， 本发明提出一种 校园安全监控的视觉分类系统以解 决现有技 术中存在的问题。 发明内容 [0004]针对上述问题， 本发明的目的在于提出一种校园安全监控的视觉分类系统， 该系 统先采用图像预处理模块对监控视频图像进 行均衡化和边缘检测的预 处理， 从而对图像起 到增强作用， 便于获取图像序列， 再采用图像后处理模块对前景区域图像进行去 噪和分割 处理， 从而便于对目标区域的目标进 行检测与 跟踪， 进而便于提取出可靠特征， 再采用已标 记样本对目标分类器进行训练并通过训练好的目标分类器对未知目标样本进 行视觉分类， 从而为视频 数据提供索引， 加快了查询和检索视频的速度。 [0005]为了实现本发明的目的， 本发明通过以下技术方案实现： 一种校园安全监控的视 觉分类系统， 包括视频监控模块、 前景提取模块、 运动区域检测模块、 目标特征提取模块、 目 标分类器和数据存储模块， 所述视频监控模块和前景提取模块之间连接有图像预处理模 块， 所述图像预处理模块将视频监控模块采集到的校园监控视频图像进 行均衡化和边缘检 测预处理后发送至前景提取模块， 所述前景提取模块和运动区域检测模块之间连接有图像 后处理模块， 所述图像后处理模块将前景提取模块提取的前景区域图像进 行去噪和分割后 处理后发送至运动区域检测模块， 所述运动区域检测模块对后处理后的前景区域图像进 行 目标检测与跟踪， 所述目标特征提取模块从检测目标前景区域图像中提取出有效前景区 域， 并对目标 的多维特征进行提取， 同时选择出匹配的特征量组成目标分类器的输入特征 空间， 所述视频监控模块和目标分类器均与数据存储模块连接， 所述 目标分类器通过数据 存储模块中的已标记样本进行训练， 并对监控视频图像中的未知目标样本进行视 觉分类。说　明　书 1/6 页 3 CN 115457478 A 3